De stand van de aarde ten opzichte van de zon en de gevolgen

Waarom komt de zon op in het oosten en waarom gaat ze weer onder in het westen? Waarom is het in Azië later dan in Europa en in Amerika vroeger? Waarom is het in Australië winter als het in Europa zomer is en omgekeerd? Waarom zijn de dagen in de winter korter dan in de zomer? Al deze vragen kunnen worden beantwoord op basis van de veranderende stand van de aarde ten opzichte van de zon. De aarde draait in 24 uren om haar eigen as en ze draait in 365 dagen in een baan rond de zon. De stand van de aarde ten opzichte van de zon verandert dus continu. Dit resulteert op aarde in een dag- en nachtritme en een afwisseling van seizoenen.

• Waarom komt de zon op in het oosten en gaat ze onder in het westen?
• Waarom is het in Azië later en in Amerika vroeger dan bij ons?
• Waarom is het in Australië zomer als het in Europa winter is?
• Waarom duren de dagen in de zomer langer dan in de winter?
• Staat de zon echt stil?

Waarom komt de zon op in het oosten en gaat ze onder in het westen?

De aarde is een bol die in 24 uren om haar eigen as draait. Op elk moment ligt dus de helft van het aardoppervlak in het zonlicht. Op deze helft is het dan dag. De andere helft van de wereldbol staat dan weggedraaid van de zon en ontvangt dus geen lichtstralen, op deze helft is het dan dus nacht. Doordat de aarde om haar as draait, ontstaat er op aarde een dag- en nachtritme. De aarde draait tegen de klok in. Dus als je in de richting van de draairichting kijkt, kijk je naar het oosten onafhankelijk van je locatie op aarde. Als je wegkijkt van de draairichting, dan kijk je naar het westen.

In Figuur 1 zie je vier bovenaanzichten van de aarde met daarop een mannetje dat zich op een vaste plaats op aarde bevindt. Een waarnemer die zich buiten de aarde bevindt, ziet het mannetje van plaats veranderen door de rotatie van de aarde. Daar het mannetje op de aarde staat, roteert het immers mee. De zon blijft ter plaatse en beschijnt continu de bewegende aarde. De ene helft van de aarde is belicht en de andere helft niet. Op de belichte helft is het dag en op de niet belichte helft is het dus nacht. Omdat de aarde om zijn as draait, zal de belichte en de niet belichte helft steeds opschuiven.

Bij Figuur 1a zal het voor het mannetje nacht zijn. De aarde en dus ook het mannetje draaien tegen de klok in en op een bepaald moment (Figuur 1b) komt de zon op, het mannetje komt op de belichte helft. Het mannetje ziet de zon dus in het oosten opkomen. In Figuur 1d wordt het nacht en ziet het mannetje de zon nog in het westen tot ze ondergaat. De zon komt dus niet echt op en gaat ook niet echt onder. Het lijkt gewoon zo omdat wij meedraaien op onze planeet.

Waarom is het in Azië later en in Amerika vroeger dan bij ons?

Wegens het tegen de klok in draaien van de aarde, schuift de zon schijnbaar over de aarde van oost naar west. Om ervoor te zorgen dat het overal op aarde middag (zon op hoogste punt) is om 12u., werd de aarde in de 19de eeuw onderverdeeld in 24 tijdszones. Voor het nulpunt werd Greenwich (Engeland) gekozen. In de 12 zones die ten oosten van de Greenwich-zone liggen, is het later want daar komt de zon eerder op. Per zone verder van Greenwich, is het telkens een uur later. In bijvoorbeeld de vijfde zone ten oosten van Greenwich is het dus 5 uur later dan in de Greenwich-zone. België en Nederland liggen in de eerste zone ten oosten van Greenwich. Bij ons is het dus 1 uur later. In de 11 zones ten westen van Greenwich, is het vroeger want daar komt de zon later op. In bijvoorbeeld de zesde zone ten westen van Greenwich, is het dus zes uur vroeger dan in Greenwich. Samoa, een republiek in Polynesië, vormt de datumgrens. De inwoners van Samoa tellen dus jaarlijks als eersten af naar nieuwjaar.

In Azië, ten oosten van Greenwich en ten westen van Samoa, zal de dag dus eerder starten dan in Europa. (Figuur 2a) Vervolgens komt Europa (Figuur 2b) en als laatste komt Amerika (Figuur 2c) in het zonlicht. In Azië is het dus eerst dag, vervolgens in Europa en dan pas in Amerika.

Waarom is het in Australië zomer als het in Europa winter is?

De draaias van de aarde vormt een hoek van 23.5° met haar baan rond de zon. Van september tot maart staat de onderkant van de aarde naar de zon gericht. Op 21 december schijnt de zon recht op de Steenbokskeerkring. Van maart tot september staat de bovenkant van de aarde naar de de zon gericht. Op 21 juni schijnt de zon recht op de Kreeftskeerkring. Van september tot maart is de intensiteit van de zonnestralen op het zuidelijk halfrond dus hoger dan op het noordelijk halfrond en is het op het zuidelijk halfrond dus lente en zomer. Van maart tot september is het vervolgens lente en zomer op het noordelijk halfrond. (Figuur 3)

Waarom duren de dagen in de zomer langer dan in de winter?

Omdat tijdens de zomer het aardoppervlakte langer wordt beschenen, zal het langer duren voor een gebied van het belichte naar het niet belichte deel draait. Dit wordt in Figuur 4 voorgesteld door de rode lijn. Rond 21 juni (de start van de zomer) genieten wij van de langste dag van het jaar en rond 21 december (begin van de winter) is het voor ons de kortste dag.

Hoe meer zuidelijk en hoe meer noordelijk je je op de aarde bevindt, hoe groter het verschil in daglengte tussen zomer en winter is. De meest zuidelijke en noordelijke gebieden van de aarde kennen in de winter zelfs perioden van constante duisternis (zwart gearceerd) en in de zomer periodes van constante belichting (geel gearceerd). De poolcirkels vormen de grens van deze gebieden. Als je je dus op de noordelijke poolcirkel bevindt, zal je rond 21 juni gedurende 24 uren zonlicht zien en rond 21 december zal je 24 uren in het donker zitten. Voor de zuidelijke poolcirkel geldt het omgekeerde. Voor de gebieden boven de noordelijke en onder de zuidelijke poolcirkel zullen deze periodes van constant zonlicht of constante duisternis langer duren.

Staat de zon echt stil?

Nee, de zon roteert ook en beweegt ook in ons melkwegstelsel. De zon doet er ongeveer 250 miljoen jaar over om één rotatie rond het middelpunt van ons melkwegstelsel af te leggen. Maar ze neemt in haar baan ook gans haar zonnestelsel, dus ook de aarde mee. Voor ons staat de zon dus stil.